Regla de Hund o principio de máxima multiplicidad
El principio de Aufbau describe cómo los electrones llenan primero los orbitales de energía más baja y luego pasan a los orbitales de la energía más alta, sólo despúes de que los orbitales de energía más baja estén llenos. Sin embargo, hay un problema con esta regla. Ciertamente los orbitales 1s deben llenarse antes que los orbitales 2s, porque los orbitales 1s tienen un balor menor de n y, por lo tanto, una energía más baja, pero ¿qué pasa con los 3 orbitales 2p diferentes?, ¿en qué orden se deben de llenar? las respuestas a estas preguntas involucran la regla de Hund, en honor al físico alemán Friedrich Hund, que en 1927 postula su principio basado en el estudio de los espectros atómicos y la distribución de elementos de la tabla periódica.
La regla de Hund establece que cada orbital, en un subnivel, está ocupado indiviadualmente antes de cualquier orbital esté doblemente ocupado. Todo los electrones en orbitales individualmente ocupados tienen el mismo giro (para maximar el giro total). Al asignar electrones a los orbitales, primero se busca llenar con un electrón todos los orbitales con energías similares (también conocidos como orbitales degenerados) antes de aparearse los electrones en un orbital semilleno. Los átomos en los estados fundamentales tienden a tener la mayor cantidad posible de electrones al visualizar este proceso, debemos de considerar cómo los electrones exhiben el mismo comportamiento que tendrían los mismos polos en un imán si entraran en contacto. A medida que los electrones cargados negativamente llenan los orbitales, primero intentan llegar lo más lejos posible entre sí antes de tener que emparejarse, (aparearse).
En conclusión, ningún orbital de un mismo subnivel (de igual energía relativa) puede contener dos electrones antes de que los demás contengan por o menos uno; es decir, primero se debe dejar todos los orbitales a medio llenar y luego empezar el llenado con spin opuestos.
Explicación de la regla de hund
En la primera parte de la regla, los electrones siempre entrán en un orbital vacío antes de emparejarse. Los electrones están cargados negativamente y, como resultado, se repelen entre sí. Los electrones tienden a minimizar la repulsión al ocupar sus propios orbitales, en lugar de compartir un orbital con otro electrón. Además, los cálculos de mecánica cuántica han demostrado que los electrones en orbitales individualmente ocupados se tamizan o protegen del núcleo con má eficacia.
En la segunda parte de la regla, los electrones no apareados en orbitales ocupados individualmente tiene los mismo giros. Técnicamente hablando, el primer electrón en un subnivel dependen de ese primer electrón en un subnivel podría tener un spin-up o spin-down. Sin embargo, una vez que se elije el giro del primer electrón en un subnivel, los spin de todos los electrones en ese subnivel dependen de ese primer giro. Para evitar confusiones, los científicos suelen proponer el primer electrón, y cualquier otro electrón no pareado, en un orbital con spin-up primero.
